专利名称：金属复材管的制造方法
技术领域：
本发明主要揭示一种金属复材管的制造方法，尤指一种利用内部高压吹气及外部 热模压成型的金属复材管的制造方法。
背景技术：
参照图11，为习知制造方法的方块流程图，其将不锈钢管、碳纤维布两端接合封口 件将碳纤维布预先接合定位后，再进行高压吹气及模压加热完成一体成型的碳纤维滚管。但是，该封口件必须因应各种不同尺寸的材料来制作，且制造时需把碳纤维布套 设于两端的封口件，让碳纤维布预先贴合于不锈钢管内壁，而碳纤维布的两端需要预先接 合封口件的步骤，并无法供应大量生产的需求，因此发明人致力于研究能够有效增加生产 速度且降低成本的制造方法，寻求解决之道。有鉴于上述习知结构的缺失，本发明人乃发明出一种金属复材管的制造方法，其 可克服上述习知结构的所有缺点。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有金属复材管的制造技术中，需定位碳纤维预浸材料， 造成生产速度较慢，无法供应大量生产的需求的问题。为达到上述目的，本发明提供一种金属复材管的制造方法，包括下列步骤准备一金属管及一碳纤维预浸材料，该碳纤维预浸材料预制成接近金属管的形 状；将该碳纤维预浸材料穿设于该金属管内并一并置入一模具的容置部，该碳纤维预 浸材料两端端部邻接于该容置部的端壁，该模具接设一气嘴连通该碳纤维预浸材料内部；经由该气嘴向该碳纤维预浸材料内部高压吹气，使高压气体与该碳纤维预浸材料 内周缘全面性接触，进而使碳纤维预浸材料的管径扩张而贴合于该金属管，并配合外部热 模压加压加热使金属管与碳纤维预浸材料产生共聚合而完全密接结合；获得金属复材一体成型管件。本发明的有益效果在于，利用内部高压吹气使碳纤维预浸材料扩张贴合于金属 管，以及外部热模压使管件成型，不需定位碳纤维预浸材料，藉此加快生产速度及降低成 本，提升产品的竞争力。该金属复材一体成型管件的真直度等于模具的精密度，且经由高压 及高温一体成型，使金属管与碳纤维预浸材料完全密合不脱层且金属管与碳纤维预浸材料 间不会产生气泡。其它目的、优点和本发明的新颖特性将从以下详细的描述与相关的附图更加显明。
图1为本发明金属复材管的制造方法的制造流程3
图2为本发明金属复材管的制造方法第一个实施例的构件示意图；图3为本发明金属复材管的制造方法第一个实施例的示意图，表示内部经由高压 吹气配合外部热模压成型；图4为本发明图3的延续，表示碳纤维预浸材料扩张贴合于金属管内周缘；图5为本发明图4沿5-5剖面线所取的剖面图；图6为本发明金属复材管的制造方法第一个实施例成品的示意图；图7为本发明金属复材管的制造方法第二个实施例的构件示意图；图8为本发明金属复材管的制造方法第二个实施例的示意图，表示内部经由高压 吹气配合外部热模压成型；图9为本发明图8沿9-9剖面线所取的剖面图；图10为本发明金属复材管的制造方法第二个实施例成品的示意图；图11为习知制造方法的方块流程图。附图标记说明10-金属管；20-碳纤维预浸材料；30-模具；31-上模具；32-下模具；33-容置部； 34-通道；35-气嘴；10a-金属管；20a_碳纤维预浸材料；30a_模具；31a_上模具；32a_下 模具；33a-容置部；34a-通道；35a_气嘴。
具体实施例方式有关本发明所采用的技术、手段及其功效，现举一较佳实施例并配合图式详述如 后，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。参照图1，为本发明的制造流程图。本发明金属复材管的制造方法，其包括下列步 骤准备一金属管及一碳纤维预浸材料；将该碳纤维预浸材料穿设于该金属管内并一并置 入一模具；经由内部高压吹气配合外部热模压成型；碳纤维预浸材料硬化成型；获得金属 复材一体成型管件。其中参照图2，准备一金属管10及一未硬化的碳纤维预浸材料20，该金属管10为不锈 钢圆形管件，金属管10裁切成预定长度，而该碳纤维预浸材料20预制成接近金属管10的 形状，且该碳纤维预浸材料20的外径小于该金属管10的内径，以利将碳纤维预浸材料20 装设于金属管10内。将该碳纤维预浸材料20穿设于该金属管10内并一并置入一模具30，该模具30为 一对上、下模具31、32所组成，该模具30内具有一圆形的容置部33，该容置部33恰好可容 纳该金属管10，且该碳纤维预浸材料20的端部邻接于该模具30容置部33的端壁，且该碳 纤维预浸材料20的内周缘不与该模具30接触，该模具30 —端具有一信道34，该信道34连 通该容置部33的中心位置，该信道34供一气嘴35设置，使该气嘴35连接该碳纤维预浸材 料20的内部，以供高压空气灌注。参照图3至图5，经由内部高压吹气配合外部热模压成型，透过气嘴35将高压空气 灌注于碳纤维预浸材料20内部，利用高压空气与该碳纤维预浸材料20内周缘全面性接触 使该碳纤维预浸材料20的管径扩张，进而使碳纤维预浸材料20的外周缘贴合于金属管10 内周缘，且均勻的高压让碳纤维预浸材料20紧紧密合于金属管10内周缘，并配合外部热模 压将模具30加压加热使金属管10与碳纤维预浸材料20产生共聚合结合为一体，藉由共聚合使碳纤维预浸材料20的分子咬合让金属管10完全密合不脱层，且金属管10及碳纤维预 浸材料20间的间隙空气会被高压气体挤压排除，让金属管10及碳纤维预浸材料20间完全 密接不产生气泡。该碳纤维预浸材料20只需要直接置入金属管10内即可，不需要定位，藉 此能够有效加快生产速度。该金属管10与碳纤维预浸材料20加热硬化结合后，再经由自然冷却使该金属管 10与碳纤维预浸材料20结合形成一金属复材管件。参照图6，藉此，获得金属复材一体成型管件。本发明的金属复材一体成型管件，其内部碳纤维预浸材料20具有质轻的特性，故 能够有效减轻管件的重量，以达到轻量化的需求。不仅如此，金属复材一体成型管件的真直度等于该模具的精密度，利用内部高压 吹气让碳纤维预浸材料20扩张贴合金属管10，再由外部热模压将模具30加压加热使金属 管10与碳纤维预浸材料20结合，是故碳纤维预浸材料20直接穿设于金属管10内执行热 压制程即可，不需要任何定位的治具，也不需要先对金属管10及碳纤维预浸材料20进行过 多管件的预加工，藉此加快生产速度及降低成本，提升产品的竞争力。参照图7至图10，为本发明金属复材管的制造方法第二个实施例的示意图及成品 示意图，本实施例大体上与前述第一个实施例相同，其差异在于金属管10a为方形管件，该 碳纤维预浸材料20a预制成接近金属管10a的形状以利装设该金属管10a内，将该碳纤维 预浸材料20a穿设于该金属管10a内并一并置入一模具30a，该模具30a由上、下模具31a、 32a所组成，该模具30a内具有一方形的容置部33a，该容置部33a恰好可容纳该金属管 10a。该模具30a —端具有一信道34a，该信道34a连通该容置部33a的中心位置，该信道 34a供一气嘴35a设置。本实施例的制造方法与第一个实施例相同经由内部高压吹气配合外部热模压成 型以获得金属复材一体成型管件，故不再赘述。本发明提供一种金属复材管的制造方法，其经由准备一金属管及一碳纤维预浸材 料；将该碳纤维预浸材料穿设于该金属管内并一并置入一模具；经由内部高压吹气配合外 部热模压成型；获得金属复材一体成型管件。藉此，该金属复材一体成型管件的真直度等于 模具的精密度，且经由高压及高温一体成型，使金属管与碳纤维预浸材料完全密合不脱层 且金属管与碳纤维预浸材料间不会产生气泡，且本发明透过简单步骤的制造方法，可达到 最有效制程与最低成本。就以上所述可以归纳出本发明具有以下的优点1.本发明金属复材管的制造方法，其利用内部高压吹气使碳纤维预浸材料扩张贴 合于金属管，以及外部热模压使管件成型，高压气体可直接吹入碳纤维预浸材料内部而不 需定位碳纤维预浸材料，藉此加快生产速度及降低成本，提升产品的竞争力。2.本发明金属复材管的制造方法，其中该金属复材一体成型管件的真直度等于模 具的精密度，且经由高压及高温一体成型，使金属管与碳纤维预浸材料完全密合不脱层且 金属管与碳纤维预浸材料间不会产生气泡。以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要 求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的 保护范围内。
权利要求
一种金属复材管的制造方法，其特征在于，包括下列步骤准备一金属管及一碳纤维预浸材料，该碳纤维预浸材料预制成接近金属管的形状；将该碳纤维预浸材料穿设于该金属管内并一并置入一模具的容置部，该碳纤维预浸材料两端端部邻接于该容置部的端壁，该模具接设一气嘴连通该碳纤维预浸材料内部；经由该气嘴向该碳纤维预浸材料内部高压吹气，使高压气体与该碳纤维预浸材料内周缘全面性接触，进而使碳纤维预浸材料的管径扩张而贴合于该金属管，并配合外部热模压加压加热使金属管与碳纤维预浸材料产生共聚合而完全密接结合；获得金属复材一体成型管件。
2.如权利要求1所述的金属复材管的制造方法，其特征在于，该金属管为圆形管件。
3.如权利要求1所述的金属复材管的制造方法，其特征在于，该金属管为方形管件。
4.如权利要求1所述的金属复材管的制造方法，其特征在于，该模具为一对上、下模具 所组成，该模具内具有一圆形的容置部，该容置部能够容纳该金属管。
5.如权利要求1所述的金属复材管的制造方法，其特征在于，该模具为一对上、下模具 所组成，该模具内具有一方形的容置部，该容置部能够容纳该金属管。
6.如权利要求4或5所述的金属复材管的制造方法，其特征在于，该模具一端具有一信 道，该信道连通该容置部的中心位置，该信道供该气嘴设置，以供高压空气灌注。
7.如权利要求1所述的金属复材管的制造方法，其特征在于，该金属管为不锈钢管。
8.如权利要求1所述的金属复材管的制造方法，其特征在于，该金属管与该碳纤维预 浸材料结合后再经由自然冷却后形成一金属复材管件。
全文摘要
本发明金属复材管的制造方法，其步骤为，准备一金属管及一碳纤维预浸材料；将该碳纤维预浸材料穿设于该金属管内并一并置入一模具，该模具接设一气嘴连通该碳纤维预浸材料内部；内部经由该气嘴高压吹气将碳纤维预浸材料扩张贴合于金属管，并配合外部热模压加热加压使金属管与碳纤维预浸材料完全密接结合；获得金属复材一体成型管件；借此，该金属复材一体成型管件的真直度等于模具的精密度，且经由高压及高温一体成型，使金属管与碳纤维预浸材料完全密合不脱层且金属管与碳纤维预浸材料间不会产生气泡。
文档编号B29K705/00GK101890810SQ20091014049
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者蔡科然 申请人:环航复合材料股份有限公司